专利名称：一种充电电路及三段式电池充电器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电路领域，尤其涉及一种充电电路及三段式电池充电器。
背景技术：
目前，有应用于各种场合的三段式电池充电器存在充电电压转到浮充电压时都会出现误切换。如图I所示，三段式电池充电器主要分三个工作模式，以24V 2A充电器参数为例，假设充电电压是28. 8V，浮充电压27. 4V，则充电初始是以恒流(2A恒流)充电，直到电池端电压接近28. 8V时，变成恒压充电，此时充电电流会慢慢变小，直到电流小到设定值时，充电电路控制输出电压由28. 8V转为27. 4V，即转为浮充状态，同时指示灯由红灯转为绿灯。由于充电电压和浮充电压的切换、指示灯的状态切换都是通过检测充电电流大小来判断，通过取样电阻RL3取样电流信息控制IC2 Pinl的输出状态。当电池在快充满电流逐渐减小到转灯设定电流时，指示灯转为绿灯，输出电压由28. 8V很快(毫秒级)跳变到27. 4V，此时电池电压高于充电器电压，充电电流急速减小，电池过充效应消失，电池电压慢慢减小，当电池电压小到比浮充电压小时，充电器继续对电池充电，但此时电池还未回归到稳定的电池电压，导致瞬间拉载过重，引起充电电流短时间上升，此时控制回路还是会判断充电电流较大，改变了输出电压变为充电电压(28. 8V)，指示灯转为红色，继续对电池充电，再次引起电池过充效应，电池电压很快上升到28. 8V附近，电流又开始慢慢减小，进入下一个错误循环，这样电池在充满转灯时会出现几个甚至上百个循环，直到电池电压(回归到稳定值的电压)被充到很高，电压掉到27. 4V后不会引起充电器电流大过设置的回差后，该现象才会消失。
实用新型内容本实用新型实施例提供一种电池充电器的充电电路，旨在解决三段式电池充电器充电电压转浮充电压时工作模式反复误切换的问题。本实用新型实施例是这样实现的，一种充电电路，包括浮充控制单元，分别与所述浮充控制单元连接的电压取样单元和指示单元，所述充电电路还包括延缓单元，连接在所述浮充控制单元与电压取样单元之间，延缓所述浮充控制单元输出浮充控制信号的转换过程时间。进一步地，所述延缓单元包括定值电阻R38、R39、电阻R30、三极管Q2和电容EC5 ；所述定值电阻R39与所述电容EC5并联后，一端分别连接所述定值电阻R38与所述三极管Q2基极，另一端接地；所述定值电阻R38的另一端接所述浮充控制单元的输出端；所述接三极管Q2的发射极接地，集电极接所述电阻R30，所述电阻R30的另一端接所述电压取样单元。 本实用新型实施例还提供一种三段式电池充电器，包括充电电路，所述充电电路包括浮充控制单元，分别与所述浮充控制单元连接的电压取样单元和指示单元，所述充电电路还包括延缓单元，连接在所述浮充控制单元与电压取样单元之间，延缓所述浮充控制单元输出浮充控制信号的转换过程时间。进一步地，所述延缓单元包括定值电阻R38、R39、电阻R30、三极管Q2和电容EC5 ；所述定值电阻R39与所述电容EC5并联后，一端分别连接所述定值电阻R38与所述三极管Q2基极，另一端接地；所述定值电阻R38的另一端接所述浮充控制单元的输出端；所述接三极管Q2的发射极接地，集电极接所述电阻R30，所述电阻R30的另一端接所述电压取样单元。本实用新型实施例在充电电路的浮充控制单元和电压取样单元之间加了一个延缓单元，延缓了浮充控制单元输出浮充控制信号的转换过程时间，充电电路输出电压由充电电压转到浮充电压时工作模式不会反复误切换，指示灯也不会不断切换，并可以对电池充电进行保护，延长充电电池的寿命，防止充电电池过充。
图I是现有技术提供的充电电路的结构图；图2是本实用新型实施例提供的充电电路的电路原理图；图3是本实用新型实施例提供的充电电路的电路结构图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，
以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。本实用新型实施例在充电电路的浮充控制单元和电压取样单元之间增加了一个延缓单元，延缓浮充控制单元的转换过程时间，避免了充电电压转浮充电压时工作模式出现误切换。图2给出了本实用新型实施例提供的充电电路的工作原理结构图，为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分。该充电电路可以广泛应用于各种三段式电池充电器中，包括整流滤波单元11、电流取样单元12、充电器输出单元13、电压取样单元14、浮充控制单元15、电流误差放大单元
16、光稱反馈单元17、电压误差放大单元18、指示单元19和延缓单元20。交流电通过变压器绕组输出电压信号经整流滤波单元11整流滤波，输出直流电信号。直流电信号输入到充电器输出单兀13和电流取样单兀12。充电器输出单兀13输出稳定的电压信号和电流信号，电流取样单兀12和电压取样单兀14对充电器输出单兀13输出的电流信号和电压信号分别进行取样,输出取样电流信号和取样电压信号。电流取样单元12输出的取样电流信号输入到电流误差放大单元16，电流误差放大单元16输出误差电流信号到光耦反馈单元17。[0028]电压取样单元14输出的取样电压信号输入到电压误差放大单元18，电压误差放大单元18输出误差电压信号到光耦反馈单元17。光耦反馈单元17与电压误差放大单元16和电流误差放大单元18相连接。电压误差放大单元16输出的误差电压信号到光耦反馈单元17，控制光耦电流，调节信号占空比，起到稳压作用。电流误差放大单元18输出的误差电流信号到光耦反馈单元17，控制光耦电流，控制信号占空比，起到恒流作用。指示单元19与浮充控制单元15相连接,具有不同颜色的指示灯,例如红、绿两种颜色，指示灯可以采用LED灯。浮充控制单元15将来自电流取样单元12的取样电流信号与预先设定的浮充控制基准电流比较，输出浮充控制信号到指示单元19，控制指示单元19中不同颜色LED灯的亮灭，以显示充电电路的充电电压变化(工作状态切换)。本实用新型实施例在充电电路中增加了延缓单元20，延缓单元20连接在浮充控 制单元15和电压取样单元14之间。浮充控制单元15输出的浮充控制信号到延缓单元20，延缓单元20对输出到电压取样单元14的电压信号的跳变有一个缓慢过渡过程，不会出现突变，呈现一种延迟连续变换，延缓控制回路的转换过程时间。实际工作中，图2应用于电池充电器中，指示单元19具有红/绿双色指示灯，指示灯为红色，表示充电器正在充电状态；指示灯为绿色，表示充电器正在浮充状态。当交流绕组给充电器供电后，整流滤波单元11对交流电信号进行整流滤波后，输出直流电，充电器进入第一阶段，恒流充电。此时充电电流基本恒定不变，充电电压稳步上升。当电压达到恒定充电电压后，电压误差放大单元18输出误差电压信号到光耦反馈单元17，控制PWM占空比，达到稳压效果，此时充电器进入第二阶段，恒压充电状态。浮充控制信号输入延缓单元20后，输出的电压信号的变化被延缓，使得充电电压(28. 8V)到浮充电压(27. 4V)的跳变有一个缓慢过渡过程，延缓了浮充控制单元15输出浮充控制信号的转换过程时间。这样，只要瞬变电流在转换过程时间内消失，控制了输出电压由充电电压切换为浮充电压的过程是缓慢的，以保持充电器控制恒压和电池电压之间压差在一定小范围内，不至于出现电池电压往下掉的时候，因掉电压过冲瞬间拉载过大，引起输出电流超过所设置回差而导致控制单元15误判，就能使得指示单元19的红/绿灯转换不会出现闪烁现象，充电电压和浮充电压也不会出现反复跳变，起到了保护充电电池的作用。图3示出了本实用新型实施例提供的充电电路的电路结构，为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分。该充电电路采用了含双运放的集成电路芯片IC和外围电路，为充电电池提供三段式充电。电压取样单元14包括一个定值取样电阻R22。浮充控制单元15由集成电路芯片IC2的输入端2、输入端3、输出端I以及保护电阻R27、R31组成，根据输入端2和输入端3所输入的信号不同，输出高电平或低电平的浮充控制信号。[0043]指示单元19包括绿色指示灯LED2、红色指示灯LED1、三极管Ql和两个定值电阻R28、R29。浮充控制单元15的输出端I输出浮充控制信号到指示单元19，通过控制三极管Ql的通断控制红色LED或绿色LED灯的亮灭。在本实用新型实施例中，延缓单元20包括定值电阻R38、R39、电阻R30、三极管Q2和电容EC5。定值电阻R39与电容EC5并联后，一端分别连接定值电阻R38与三极管Q2基极，
另一端接地。定值电阻R38的另一端接浮充控制单元15的输出端。 接三极管Q2的发射极接地，集电极接电阻R30，电阻R30的另一端接电压取样单元14。在本实用新型实施例中，当充电电路接通电源后，开始对充电电池进行充电，此时集成电路芯片IC2端口 I输出高电平控制信号，延缓单元20接收到高电平控制信号后，电容EC5被缓慢充电，三极管Q2基极电压逐步升高，三极管Q2先工作在放大区，再工作在饱和区，电压取样单元14在通过电阻R30后对充电电压的电压取样信号缓慢上升。指示单元19接收到高电平后,三极管Ql导通，电流流经电阻R20、LEDl (红色)、三极管Ql到地。红色LEDl灯亮，表示充电电路正在为充电电池充电。当电池快要充满时，集成芯片IC2利用取样电阻RL3对充电电流取样，取样电流在电流误差放大单元16经过误差比较放大，若充电电流小于设定电流，集成电路芯片IC2端口 I输出低电平浮充控制信号到延缓单元20。由于电容EC5之前已经充满电，于是此时电容EC5通过定值电阻R38和定值电阻R39放电，而三极管Q2由于基极电压逐步下降，工作状态由饱和区到放大区，此时电压取样单元14通过电阻R30对输出电压的取样电压会逐步平滑下降，而不是突然下降，直至电容EC5放电结束，充电电路输出电压稳定为浮充电压。电路芯片IC2端口 I输出的低电平开始作用在指示单元19，使得绿色LED2开始发光，而由于三极管Ql基极电压低，三极管Ql关断，红色LEDl不发光，充电电路充充电状态转为浮充状态。在本实用新型实施例中，即便在充电结束时电池电压不稳造成的瞬间拉载过重使得充电电流短时间上升，由于存在延缓单元20，电压取样单元14的取样电压信号不会发生突变，从而不会使得充电电路出现反复切换。在充电器的使用中，一些设备上是带有抑制信号的，当拔除AC插头后，才能让被充电的设备运转，否则在充电时设备运转起来可能造成严重后果，若电池充满后出现电池充电状态不断切换，在一些电池上可能出现大电流拉载情况，可能在一些特定环境下会引起辅助绕组供电不稳现象，导致抑制电压异常或者芯片欠压，应用本实用新型实施例中的充电电路可解决充电状态切换引起的供电不稳现象。另外，在医疗设备等设备上对指示灯有特殊要求，不能在电路功能切换时出现指示灯频闪。指示灯不断切换导致闪灯现象可能造成使用者误认为异常的发生，应用本实用新型实施例中的充电电路可解决医疗设备等设备指示灯切换时的闪灯问题。同时，充电器不断切换工作状态可能使电池过充影响使用寿命，应用本实用新型实施例的充电电路可对电池充电进行保护，延长电池寿命，防止电池过充。本实用新型实施例在充电电路的浮充控制单元和电压取样单元之间加了一个延缓单元，延缓了浮充控制单元输出浮充控制信号的转换过程时间，充电电路输出电压由充电电压转到浮充电压时工作模式不会反复误切换，指示灯也不会不断切换，并可以对电池充电进行保护，延长充电电池的寿命，防止充电电池过充。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含 在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种充电电路，包括浮充控制单元，分别与所述浮充控制单元连接的电压取样单元和指示单元，其特征在于，所述充电电路还包括 延缓单元，连接在所述浮充控制单元与电压取样单元之间，延缓所述浮充控制单元输出浮充控制信号的转换过程时间。
2.如权利要求I所述的充电电路，其特征在于，所述延缓单元包括定值电阻R38、R39、电阻R30、三极管Q2和电容EC5 ； 所述定值电阻R39与所述电容EC5并联后，一端分别连接所述定值电阻R38与所述三极管Q2基极，另一端接地； 所述定值电阻R38的另一端接所述浮充控制单元的输出端； 所述接三极管Q2的发射极接地，集电极接所述电阻R30，所述电阻R30的另一端接所述电压取样单元。
3.一种三段式电池充电器，包括充电电路，所述充电电路包括浮充控制单元，分别与所述浮充控制单元连接的电压取样单元和指示单元，其特征在于，所述充电电路还包括 延缓单元，连接在所述浮充控制单元与电压取样单元之间，延缓所述浮充控制单元输出浮充控制信号的转换过程时间。
4.如权利要求3所述的三段式电池充电器，其特征在于，所述延缓单元包括定值电阻R38、R39、电阻R30、三极管Q2和电容EC5 ； 所述定值电阻R39与所述电容EC5并联后，一端分别连接所述定值电阻R38与所述三极管Q2基极，另一端接地； 所述定值电阻R38的另一端接所述浮充控制单元的输出端； 所述接三极管Q2的发射极接地，集电极接所述电阻R30，所述电阻R30的另一端接所述电压取样单元。
专利摘要本实用新型适用于电路领域，提供了一种充电电路，包括浮充控制单元，分别与所述浮充控制单元连接的电压取样单元和指示单元，所述充电电路还包括延缓单元，连接在所述浮充控制单元与电压取样单元之间，延缓所述浮充控制单元输出浮充控制信号的转换过程时间。本实用新型还公开一种三段式电池充电器，包括充电电路。本实用新型在充电电路的浮充控制单元和电压取样单元之间加了一个延缓单元，延缓了浮充控制单元输出浮充控制信号的转换过程时间，充电电路输出电压由充电电压转到浮充电压时工作模式不会反复误切换，指示灯也不会不断切换，并可以对电池充电进行保护，延长充电电池的寿命，防止充电电池过充。
文档编号H02J7/00GK202513639SQ201220193020
公开日2012年10月31日 申请日期2012年4月28日 优先权日2012年4月28日
发明者谢宝棠, 郑阳辉 申请人:深圳市瑞必达科技有限公司